阿维菌素由阿维链霉菌（Streptomyces avermitilis）次级代谢产生,是一种高效、广谱、低毒的抗生素,被广泛用于多个领域。目前,中国是世界上阿维菌素唯一生产国,因此对阿维菌素的研究具有重要意义。本研究主要通过对阿维链霉菌培养基成分和培养条件进行优化,并基于GC-MS的代谢组学方法初步探究其高产机理。本实验以阿维链霉菌9-39作为出发菌株,对阿维菌素发酵培养基成分进行优化。首先通过单因素添加实验优化阿维链霉菌发酵培养基成分,选取十三个因素硫酸铝、氯化钴、莽草酸、丙二酸、1,4-丁内酯、聚乙二醇-2000、丙酸钠、硝普钠、丁酸钠、β-甘油磷酸钠、磷酸钙、秋水仙素和氧化铝分别进行单因素添加实验,较初始培养基阿维菌素的产量分别提高了4.15%、14.28%、5.12%、7.58%、18.65%、6.56%、10.26%、8.35%、7.86%、4.79%、6.12%、17.25%和3.96%。通过Plackett-Burman实验筛选出氯化钴、1,4-丁内酯和秋水仙素三个对阿维菌素产量有显著影响的因子,利用Box-Behnken实验和经分析得出的拟合回归方程确定培养基最优组合,即葡萄糖12.8g/L,麦芽糖19.2 g/L,苏氨酸2.0 g/L,K2HPO40.3 g/L,Mg SO4·7H2O 0.5 g/L,Na Cl 0.5g/L,Fe SO4·7H2O 0.01 g/L,Mn SO40.015 g/L,MOPS 5.0 g/L,秋水仙素7.98 mg/L,1,4-丁内酯0.85 mmol/L,氯化钴4.25 mg/L,通过验证实验,阿维菌素产量达到456.97mg/L,较初始培养基提高了26.93%,且验证实验的到的结果与拟合回归方程预测的最优值450.21 mg/L相差无几,说明整个实验设计合理,结果可靠。对培养基成分进行优化之后继续对其培养条件进行优化。首先通过单因素实验初步探究转速、接种量、装液量和发酵时间四个因素分别对阿维菌素产量的影响,进一步设计正交实验,并分析实验结果,得出最优发酵条件为转速300 r/min、接种量10%、装液量30 m L（250 m L锥形瓶）以及发酵时间11 d。利用GC-MS的非靶向代谢组学方法对经优化后得出的高产培养基和原始培养基培养条件阿维链霉菌胞内小分子代谢物进行检测分析,分别在发酵过程中的2 d、4 d、6 d、8 d取样,经过处理进行上机检测,仪器进行在线数据采集。共检测到234种小分子代谢物并与数据库NIST 17.0进行比对,共鉴定出52种代谢物。将仪器检测得到的原始数据经过预处理,进行统计学分析,共筛选出8种与阿维菌素合成相关的差异代谢物,分别为乙酸、α-酮戊二酸、葡萄糖、亮氨酸、缬氨酸、十二烷酸、十八烷酸以及草酰乙酸,对这8种差异代谢物进行对关键代谢途径的分析,发现高产组阿维链霉菌糖酵解和三羧酸循环较强,能为阿维菌素的合成提供所需的前体物质。